EP0361588A1 - Optical fibre sensor - Google Patents

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EP0361588A1
EP0361588A1 EP89202350A EP89202350A EP0361588A1 EP 0361588 A1 EP0361588 A1 EP 0361588A1 EP 89202350 A EP89202350 A EP 89202350A EP 89202350 A EP89202350 A EP 89202350A EP 0361588 A1 EP0361588 A1 EP 0361588A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
optical
optical waveguide
fiber
sensor according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP89202350A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gerhard Dr. Martens
Jürgen Kordts
Georg Weidinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Patentverwaltung GmbH
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Koninklijke Philips Electronics NV
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Filing date
Publication date
Application filed by Philips Patentverwaltung GmbH, Philips Gloeilampenfabrieken NV, Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Philips Patentverwaltung GmbH
Publication of EP0361588A1 publication Critical patent/EP0361588A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/35338—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using other arrangements than interferometer arrangements
    • G01D5/35341—Sensor working in transmission
    • G01D5/35351—Sensor working in transmission using other means to detect the measured quantity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/268—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light using optical fibres

Definitions

  • the invention relates to a fiber-optic sensor having a light-emitting arrangement which feeds transmission light into at least one first optical waveguide, and with a light-receiving arrangement which receives received light from the first optical waveguide and at least one second optical waveguide, the optical waveguides having sections which can be coupled and pass over light.
  • Such a fiber-optic sensor which contains two optical fibers (or optical fibers) with two adjacent, light-couplable sections, is known from DE-PS 34 15 242.
  • An optical waveguide consists of a light-guiding core with a jacket surrounding this core. In the adjacent sections of the optical waveguide, a piece is removed from the jacket. If there is a liquid in this gap area, a portion of the light is transmitted from one optical fiber to the other. In this case, light from a light emitting arrangement is radiated into the one optical waveguide. The light coupled into the other optical waveguide via the gap area and the light remaining in the optical waveguide are received and evaluated in a light receiving arrangement.
  • This fiber optic sensor can, for example, measure temperatures of a thermal liquid that is introduced into the gap area. Furthermore, a pressure measurement is possible in which the refractive index of the liquid changes depending on the pressure. Here, an additional pressure-resistant, complicated arrangement must be provided, which brings the liquid into the gap area or keeps it in the gap area.
  • a fiber optic measuring device is also known in which an optical waveguide and a light-conducting or light-absorbing plastic are arranged side by side.
  • the light guide has a light-guiding core exposed by the jacket. Due to the hydrostatic pressure in a container filled with liquid, the plastic is pressed against the optical waveguide over a certain range according to the level in the container. As a result, a certain proportion of the light radiated into the optical waveguide is coupled out into the plastic.
  • the optical waveguide is connected to two light sources (light emitting arrangement) of different wavelengths and a light receiving arrangement with the interposition of an interference filter via further optical waveguides.
  • the light from the first light source is reflected by the interference filter and reaches the light receiving arrangement via a branching of the optical waveguides as a reference signal.
  • the two light sources are fed alternately, with the corresponding electrical signals being detected synchronously in order to obtain a measurement signal by forming a quotient in a division circuit, the size of which depends on how much light is pressed by pressing the plastic against the fixed optical waveguide has been coupled out and how much light is guided via the optical waveguide after reflection to the light receiving arrangement.
  • the damping influence of the optical waveguide between the interference filter and the light emitting and receiving arrangement is eliminated by forming the quotient.
  • drift properties of the branches used in the transmitting and receiving arrangement are not eliminated. Since part of the light is coupled into the plastic, only part of the transmitted light is used for the evaluation of the measurement. This can lead to inaccurate measurement results, especially at high liquid levels, where a very large part of the light is coupled out.
  • the invention is therefore based on the object of providing a fiber optic sensor which eliminates all disturbances which occur between the light emitting and light receiving arrangement and influence the two optical waveguides differently and which is of simple construction.
  • a fiber-optic sensor of the type mentioned at the outset in that the light-emitting arrangement feeds a first transmission light into the first optical waveguide and a second transmission light into the second optical waveguide, and that the sections of the optical waveguide which run alongside one another can be touched in areas that transmit light and in this area together are clamped in an envelope, via which a pressure or a force acts directly or additionally on the optical waveguide.
  • the degree of optical coupling between the optical fibers is changed depending on the pressure or the force.
  • the common contact area between the Optical fibers in the contact area enlarged.
  • the contact area is the section of the optical waveguide that runs in the casing and in which the optical waveguides can be touched.
  • the cladding with the clamped optical fibers forms a coupling arrangement. With an acting pressure or an acting force, more light is thus transmitted from one optical fiber to the other via the contact area.
  • the light guides consist of a light-guiding core with a round cross section and a jacket arranged thereon.
  • the cladding has a smaller refractive index than the core, so that the light is only guided within the core.
  • a first transmission light is radiated into the first optical waveguide and a second transmission light into the second optical waveguide.
  • interference e.g. Damping influences are eliminated.
  • the measurement signal obtained in this way depends on the load on the fiber-optic sensor, but not on the optical constants of the optical waveguides and on the wavelength of the transmitted light used.
  • the light emitting arrangement and the optical waveguide therefore do not need to be matched or adapted to one another with regard to the wavelength. This results in an easy interchangeability of the light emitting arrangement, optical waveguides and coupling arrangement.
  • the first and second transmission light can be fed into the first or second optical waveguide alternately in time by the light transmission arrangement.
  • the light emitting arrangement can be the first and Feed in the second transmission light at the same time when the intensity of the first transmission light is amplitude-modulated by means of a first modulation signal with a first frequency and the intensity of the second transmission light by means of a second modulation signal with a second frequency.
  • the light emitting arrangement can thus be operated in time or frequency division multiplex.
  • the fiber optic sensor can also be of the transmission or reflection type. If it is of the transmission type, the transmitting arrangement is attached to one end of the respective optical waveguide and the light receiving arrangement is attached to the other end. In the case of a design as a reflection type, one end of the respective optical waveguide is attached in the cladding. The other end of the optical waveguide is connected to the light emitting and receiving arrangement via couplers.
  • the fiber optic sensor must contain at least two optical fibers, which can couple transmitting light in their contact area. It is also possible to arrange further optical waveguides in the cladding, which likewise have a light-transmitting contact area. Such further optical waveguides can serve for the mechanical stabilization of the optical waveguides and as replacement optical waveguides in the event of a break in the transmitting light or receiving light carrying optical waveguides.
  • the two optical fibers clamped in the cladding have a longitudinal grinding in their contact area. This results in a simple, mechanically stable, fiber-optic sensor.
  • the cladding of the optical fibers does not have to be completely removed in the cladding, but only in the contact area.
  • the optical waveguides are arranged parallel to one another in the contact area.
  • preferably only the jacket should be detached from the optical waveguide in the casing.
  • the cores of the optical fibers touch each other. With increasing force, the cross-section of the cores is deformed and the common contact area between the two cores is enlarged.
  • the optical fibers are twisted together in the contact area.
  • the cores of the optical fibers are exposed in the cladding.
  • the covering serves to fix the optical waveguide in the force or pressure-absorbing area of the fiber-optic sensor.
  • such a covering contains two mutually parallel plates with grooves for the optical waveguides. These grooves can be designed as V-grooves in the middle of the plates. At least three grooves should preferably be present for higher mechanical stabilization, i.e. one groove in one plate and two further grooves in the other plate.
  • the three optical fibers are then arranged in a pyramid shape.
  • the third optical fiber also serves as a replacement optical fiber if one of the other two optical fibers breaks.
  • On the edges of both plates e.g. consist of quartz glass, connectors made of quartz glass foil can be attached.
  • the envelope consists of a capillary, preferably of quartz glass.
  • the cores of the optical waveguide that have been freed from their cladding are passed through led a quartz glass capillary.
  • the capillary is heated at one point until it softens and then melted together until the inner surface of the capillary at this point surrounds the cores symmetrically.
  • a load on the outer wall of the capillary leads to the optical fiber cores being pressed against one another and thus to a load-dependent increase in the optical coupling between them.
  • the capillary does not have a through opening, but is closed at one end, and a reflective layer is located on the end faces of the optical waveguides within the capillary.
  • a fiber-optic sensor is suitable for temperature measurement.
  • the pressure or force relationships between the cladding and the optical fibers change.
  • a force or pressure acts directly on the optical waveguide from the covering.
  • the sheathing and the optical waveguides consist of material with approximately the same thermal expansion coefficient.
  • a force or pressure additionally acts on the optical waveguide via the sheathing.
  • the light receiving arrangement forms electrical signals for the intensity of the received light, from which the physical quantity is determined in an evaluation circuit.
  • I11 is the intensity of the light component originating from the first transmission light remaining in the first optical fiber
  • I22 is the intensity of the light component originating from the second transmission light and remaining in the second light guide
  • I21 is the intensity of the is from the first transmission light, coupled into the second optical waveguide
  • I12 is the intensity of the light emanating from the second transmitted light, coupled into the first optical waveguide.
  • the optical coupling between two optical fibers is determined by the ratio of the intensities of the received light in two optical fibers.
  • the optical coupling degree K is given by the square root of the dimension Q.
  • optical waveguides are designed as integrated optical layer or strip waveguides at least in their contact area.
  • the coupling arrangement 1 shows a simplified fiber optic sensor with a coupling arrangement 1, with the aid of which, for example, a pressure, a force or a temperature can be measured.
  • the coupling arrangement 1 run adjacent sections of two optical fibers 3 and 4 (optical fibers) which have a contact area in which light can be coupled from one optical fiber to the other by touch.
  • the coupling arrangement 1 further contains an envelope 5 in which the optical fibers 3 and 4 are clamped.
  • the optical fibers 3 and 4 touch in their contact area; or the optical waveguides 3 and 4 touch in their contact area before the action of the force or pressure, and the contact area is enlarged when the force or pressure acts.
  • the optical fibers 3 and 4 are each connected to a light emitting arrangement 6 and to a light receiving arrangement 7.
  • the light transmission arrangement 7 transmits a first transmission light via the first optical waveguide 3 and a second transmission light via the second optical waveguide 4, of which a certain proportion is coupled into the second optical waveguide 4 or into the first optical waveguide 3.
  • the light fraction remaining in the first or second optical waveguide 3, 4 and coupled over in the second or first optical waveguide 4, 3 are guided to the light receiving arrangement 7, where they are converted into electrical signals and fed to an electrical evaluation circuit 8.
  • the light transmission arrangement 6 can feed the first and second transmission light alternately in time into the first and second optical waveguide (time division multiplexing) or generate a first and second transmission light, the intensities of which are amplitude-modulated by two modulation signals with different frequencies and both couple into the optical waveguides 3 and 4 at the same time (Frequency division multiplex). If the first and second transmitted light are irradiated alternately in time in the optical waveguides 3 and 4, a synchronization is carried out with the aid of a clock circuit 9 so that the first and second transmitted light can be identified. For example, when the first transmission light is transmitted, a positive pulse is sent to the light transmission arrangement 6 and the evaluation circuit 8, and a negative pulse is emitted when the second transmission light is transmitted.
  • a measurement Q for the physical quantity to be determined is determined in the evaluation circuit 8 from the electrical signals.
  • I11 is the intensity of the light component originating from the first transmission light remaining in the first optical waveguide
  • I22 is the intensity of the light component originating from the second transmission light remaining in the second optical waveguide
  • I21 is the intensity of the light component originating from the first transmission light, coupled into the second optical waveguide
  • I12 the Intensity of the light component originating from the second transmitted light and coupled into the first optical waveguide.
  • the dimension Q for the physical quantity is independent of the Attenuation losses in the two optical fibers 3 and 4 and represents the coupling between the optical fibers 3 and 4 in the coupling arrangement 1.
  • the coupling K is dependent on the strength of the physical measured variable.
  • the optical waveguides 3 and 4 each have a light-conducting core with a round cross section, around which a jacket is arranged.
  • the cladding has a smaller refractive index than the light-guiding core, so that the light is only guided inside the core.
  • the cladding 5 is placed around the optical waveguides 3 and 4, the jacket is removed from the respective optical waveguides 3 and 4.
  • the envelope 5 consists of a quartz glass capillary with a thickened glass ring 25 in the middle of the glass capillary. At the glass ring 25, the optical fibers 3 and 4 are clamped under pressure and run parallel within the glass ring 25.
  • a pressure or force load F on the capillary 5 leads to a pressing of the cores of the optical fibers 3 and 4 and to a pressure or force-dependent Increase in optical coupling between them.
  • FIG. 2b and c each show two sectional images of the coupling arrangement 1 along the line I-II.
  • 2b shows two optical fibers 3 and 4 which run through the capillary 5
  • FIG. 2c shows three optical fibers 3, 4 and 10 which pass through the capillary 5.
  • the additional optical waveguide 10 causes the coupling arrangement 1 to be mechanically more stable and the optical waveguides 3, 4 and 10 not to be apart can slip off. If one of the optical fibers 3 and 4 fails due to a fiber break, the third optical fiber 10 can serve as a replacement.
  • the coupling arrangement 1 in FIG. 2 can be used either for measuring pressure and force or for temperature measurement.
  • the capillary 5 and the optical fibers 3 and 4 or 10 When used for temperature measurement, the capillary 5 and the optical fibers 3 and 4 or 10 must have different coefficients of thermal expansion. Due to the different coefficients of thermal expansion between the optical fibers 3 and 4 or 10 and the capillary 5, the optical coupling between the cores of the optical fibers 3 and 4 or 10 is temperature-dependent, so that a temperature sensor is realized in this way.
  • the thermal temperature coefficients of the capillary 5 and the optical waveguides 3 and 4 must have approximately the same size.
  • a glass ring 25 is formed at the heating point.
  • optical fibers 3 and 4 running in the cladding 5 do not need to be completely removed from their jacket.
  • the optical fibers 3 and 4 are ground along their axis.
  • the optical waveguides 3 and 4 are separated from one another by a small gap in their contact area, that is the area in which the optical waveguides 3 and 4 are in contact, at least when there is a load.
  • the ground surfaces of the optical waveguides 3 and 4 move towards one another.
  • the size of the contact area between the optical fibers 3 and 4 is determined and thus the size of the optical coupling.
  • FIG. 4 Another possibility of arranging the optical fibers 3 and 4 in the contact area can be seen from FIG. 4. Here the cores of the optical fibers 3 and 4 are twisted together in their contact area. This arrangement is characterized in that mechanical slippage of the optical fibers 3 and 4 in the casing 5 cannot occur.
  • FIG. 5 A further exemplary embodiment for a coupling arrangement 1 is shown in FIG. 5.
  • two quartz plates 11 and 12 arranged parallel to one another have V-grooves in their center.
  • the first plate 11 has a V-groove approximately in its center, the tip of which faces the outer surface shows and the other plate 12 has two V-grooves, the tips of which also point to the outer surface of the plate 12.
  • the V-grooves are arranged so that the optical fibers 3, 4 and 10 running in them are set pyramid-shaped to each other.
  • two connecting pieces 13 and 14 made of quartz glass foil are placed between the plates 11 and 12.
  • the coupling arrangements 1 shown in FIGS. 2 and 5 are suitable for a fiber optic sensor of the transmission type.
  • the light emitting device is attached to one end of the optical waveguide and the light receiving device is attached to the other end.
  • 6 shows a further coupling arrangement 1, which shows a fiber optic sensor of the reflection type.
  • This coupling arrangement contains 1 a quartz glass capillary 14, one end 26 of which is closed. Two optical fibers 15 and 16 run away from their sheaths inside the capillary 14.
  • the capillary 14 has a thickened glass ring 17 in its center which clamps the light-conducting cores of the optical fibers 15 and 16 under pressure.
  • the two optical waveguides 15 and 16 are each connected to a splitter arrangement 18 and 19, each of which further has an optical waveguide that leads to the light emitting arrangement and have a further optical waveguide which leads to the light receiving arrangement.
  • the light emitting and receiving arrangements are not shown here for the sake of simplicity.
  • a first transmission light is thus radiated into the optical waveguide 15 via an optical waveguide 20 via the divider arrangement 18 and a second transmission light is radiated into the optical waveguide 16 via an optical waveguide 21 into the divider arrangement 19.
  • reflected light arrives via the optical waveguide 15 and the splitter arrangement 18 into an optical waveguide 22 which is connected to the light receiving arrangement.
  • the light receiving arrangement is further connected to an optical waveguide 23 which receives light from the optical waveguide 16 via the splitter arrangement 19.
  • This reflection type fiber optic sensor may experience problems at optical interfaces, especially at connector end faces. This is because reflexes are often caused, but these can be avoided by using special plugs with angled grinding of the fiber end faces.
  • the coupling arrangement not only specially prepared optical waveguides can be used, but also layered or striped waveguides as used in the integrated optics.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen faseroptischen Sensor mit einer Lichtsendeanordnung (6), die Sendelicht in wenigstens einen ersten Lichtwellenleiter (3, 4) einspeist, und mit einer Lichtempfangsanordnung (7), die Empfangslicht aus dem ersten Lichtwellenleiter und wenigstens einem zweiten Lichtwellenleiter (4, 3) empfängt. Die Lichtwellenleiter (3, 4) weisen nebeneinander verlaufende Abschnitte (1) auf, die bereichsweise lichtübertragend berührbar sind und in diesem Bereich gemeinsam in einer Umhüllung (5) eingespannt sind, über die ein Druck oder eine Kraft auf die Lichtwellenleiter einwirkt. Die Lichtsendeanordnung (6) speist noch ein erstes Sendelicht in den ersten Lichtwellenleiter (3, 4) und ein zweites Sendelicht in den zweiten Lichtwellenleiter (4, 3).The invention relates to a fiber optic sensor with a light emitting arrangement (6) which feeds transmission light into at least one first optical waveguide (3, 4), and with a light receiving arrangement (7) which receives light from the first optical waveguide and at least one second optical waveguide (4 , 3) receives. The optical waveguides (3, 4) have sections (1) running next to one another, which can be touched in areas that transmit light and are clamped together in this area in a sheath (5) via which a pressure or a force acts on the optical fibers. The light transmission arrangement (6) feeds a first transmission light into the first optical waveguide (3, 4) and a second transmission light into the second optical waveguide (4, 3).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen faseroptischen Sensor mit einer Lichtsendeanordnung, die Sendelicht in wenigstens einen ersten Lichtwellenleiter einspeist, und mit einer Lichtempfangsanordnung, die Empfangslicht aus dem ersten Lichtwellenleiter und wenigstens einem zweiten Lichtwellenleiter empfängt, wobei die Lichtwellenleiter nebeneinander verlaufende, Licht überkoppelbare Abschnitte aufweisen.The invention relates to a fiber-optic sensor having a light-emitting arrangement which feeds transmission light into at least one first optical waveguide, and with a light-receiving arrangement which receives received light from the first optical waveguide and at least one second optical waveguide, the optical waveguides having sections which can be coupled and pass over light.

Ein solcher faseroptischer Sensor, der zwei Lichtwellen­leiter (oder Lichtfasern) mit zwei nebeneinander liegenden, Licht überkoppelbaren Abschnitten enthält, ist aus der DE-PS 34 15 242 bekannt. Ein Lichtwellenleiter besteht hierbei aus einem lichtleitenden Kern mit einem diesen Kern umgebenden Mantel. In den nebeneinander liegenden Abschnitten der Lichtwellenleiter ist ein Stück vom Mantel entfernt. Befindet sich eine Flüssigkeit in diesem Spaltbereich, so wird ein Anteil des Lichts von einem Lichtwellenleiter zum anderen übertragen. In den einen Lichtwellenleiter wird dabei Licht von einer Licht­sendeanordnung eingestrahlt. Das in den anderen Licht­wellenleiter über den Spaltbereich überkoppelte Licht und das im Lichtwellenleiter verbleibende Licht werden in einer Lichtempfangsanordnung empfangen und ausgewertet. Durch Verhältnisbildung der beiden Lichtanteile werden alle Störungen (z.B. Dämpfungen), die zwischen der Licht­sendeanordnung und Spaltbereich auftreten, eliminiert. Unter der Voraussetzung, daß die Lichtwellenleiter zwischen Spaltbereich und Lichtempfangsanordnung den gleichen Einflüssen ausgesetzt sind, werden auch die durch sie hervorgerufenen Störungen eliminiert. Diese Voraus­setzung ist in der Realität allerdings selten gegeben. Dieser faseroptische Sensor kann beispielsweise Tempera­turen einer Thermoflüssigkeit messen, die in den Spalt­bereich eingebracht wird. Des weiteren ist eine Druck­messung möglich, bei der in Abhängigkeit vom Druck sich die Brechzahl der Flüssigkeit ändert. Hierbei muß eine zusätzliche druckfeste, komplizierte Anordnung vorgesehen sein, welche die Flüssigkeit in den Spaltbereich bringt bzw. im Spaltbereich hält.Such a fiber-optic sensor, which contains two optical fibers (or optical fibers) with two adjacent, light-couplable sections, is known from DE-PS 34 15 242. An optical waveguide consists of a light-guiding core with a jacket surrounding this core. In the adjacent sections of the optical waveguide, a piece is removed from the jacket. If there is a liquid in this gap area, a portion of the light is transmitted from one optical fiber to the other. In this case, light from a light emitting arrangement is radiated into the one optical waveguide. The light coupled into the other optical waveguide via the gap area and the light remaining in the optical waveguide are received and evaluated in a light receiving arrangement. By forming the ratio between the two light components, all disturbances (eg attenuations) that occur between the light emitting arrangement and the gap area are eliminated. Provided that the optical waveguides between the slit area and the light receiving arrangement are exposed to the same influences, the through it eliminates interference. In reality, however, this requirement is rarely met. This fiber optic sensor can, for example, measure temperatures of a thermal liquid that is introduced into the gap area. Furthermore, a pressure measurement is possible in which the refractive index of the liquid changes depending on the pressure. Here, an additional pressure-resistant, complicated arrangement must be provided, which brings the liquid into the gap area or keeps it in the gap area.

Aus der DE-OS 30 12 328 ist ferner ein faseroptisches Meßgerät bekannt, bei dem ein Lichtwellenleiter und ein lichtleitender oder lichtabsorbierender Kunststoff nebeneinander angeordnet sind. Der Lichtleiter weist einen vom Mantel freigelegten lichtleitenden Kern auf. Durch den hydrostatischen Druck in einem mit Flüssigkeit gefüllten Behälter wird entsprechend dem Niveau im Behälter der Kunststoff über einen bestimmten Bereich gegen den Licht­wellenleiter gedrückt. Hierdurch wird ein bestimmter Anteil des in den Lichtwellenleiter eingestrahlten Lichts in den Kunststoff ausgekoppelt. Der Lichtwellenleiter ist unter Zwischenschaltung eines Interferenzfilters über weitere Lichtwellenleiter mit zwei Lichtquellen (Lichtsendeanordnung) unterschiedlicher Wellenlänge und einer Lichtempfangsanordnung verbunden. Das Licht der ersten Lichtquelle wird vom Interferenzfilter reflektiert und gelangt über eine Verzweigung der Lichtwellenleiter als Bezugssignal zur Lichtempfangsanordnung. Die beiden Lichtquellen werden wechselweise gespeist, wobei synchron hierzu die entsprechenden elektrischen Signale erfaßt werden, um durch eine Quotientenbildung in einer Divisionsschaltung ein Meßsignal zu erhalten, dessen Größe davon abhängt, wieviel Licht durch das Andrücken des Kunststoffes gegen den feststehenden Lichtwellenleiter ausgekoppelt worden ist und wieviel Licht über den Licht­wellenleiter nach Reflexion zur Lichtempfangsanordnung geleitet wird. Bei diesem Meßgerät wird durch die Quotientenbildung der Dämpfungseinfluß der Lichtwellen­leiter zwischen Interferenzfilter und Lichtsende- und -empfangsanordnung eliminiert. Drifteigenschaften der in der Sende- und Empfangsanordnung eingesetzten Ver­zweigungen werden aber nicht eliminiert. Da ein Teil des Lichts in den Kunststoff überkoppelt wird, wird nur ein Teil des gesendeten Lichts zur Meßauswertung verwendet. Das kann insbesondere bei hohen Flüssigkeitsständen, wo ein sehr großer Teil des Lichts ausgekoppelt wird, zu ungenauen Meßergebnissen führen.From DE-OS 30 12 328 a fiber optic measuring device is also known in which an optical waveguide and a light-conducting or light-absorbing plastic are arranged side by side. The light guide has a light-guiding core exposed by the jacket. Due to the hydrostatic pressure in a container filled with liquid, the plastic is pressed against the optical waveguide over a certain range according to the level in the container. As a result, a certain proportion of the light radiated into the optical waveguide is coupled out into the plastic. The optical waveguide is connected to two light sources (light emitting arrangement) of different wavelengths and a light receiving arrangement with the interposition of an interference filter via further optical waveguides. The light from the first light source is reflected by the interference filter and reaches the light receiving arrangement via a branching of the optical waveguides as a reference signal. The two light sources are fed alternately, with the corresponding electrical signals being detected synchronously in order to obtain a measurement signal by forming a quotient in a division circuit, the size of which depends on how much light is pressed by pressing the plastic against the fixed optical waveguide has been coupled out and how much light is guided via the optical waveguide after reflection to the light receiving arrangement. In this measuring device, the damping influence of the optical waveguide between the interference filter and the light emitting and receiving arrangement is eliminated by forming the quotient. However, drift properties of the branches used in the transmitting and receiving arrangement are not eliminated. Since part of the light is coupled into the plastic, only part of the transmitted light is used for the evaluation of the measurement. This can lead to inaccurate measurement results, especially at high liquid levels, where a very large part of the light is coupled out.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen faseroptischen Sensor zu schaffen, der alle Störungen, die zwischen Lichtsende- und Lichtempfangsanordnung auftreten und beide Lichtwellenleiter unterschiedlich beeinflussen, eliminert und der einfach aufgebaut ist.The invention is therefore based on the object of providing a fiber optic sensor which eliminates all disturbances which occur between the light emitting and light receiving arrangement and influence the two optical waveguides differently and which is of simple construction.

Diese Aufgabe wird bei einem faseroptischen Sensor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Lichtsende­anordnung ein erstes Sendelicht in den ersten Lichtwellen­leiter und ein zweites Sendelicht in den zweiten Licht­wellenleiter einspeist und daß die nebeneinander verlaufenden Abschnitte der Lichtwellenleiter bereichs­weise lichtübertragend berührbar sind und in diesem Bereich gemeinsam in einer Umhüllung eingespannt sind, über die unmittelbar oder zusätzlich ein Druck oder eine Kraft auf die Lichtwellenleiter einwirkt.This object is achieved in a fiber-optic sensor of the type mentioned at the outset in that the light-emitting arrangement feeds a first transmission light into the first optical waveguide and a second transmission light into the second optical waveguide, and that the sections of the optical waveguide which run alongside one another can be touched in areas that transmit light and in this area together are clamped in an envelope, via which a pressure or a force acts directly or additionally on the optical waveguide.

Bei diesem faseroptischen Sensor wird in Abhängigkeit von dem einwirkenden Druck oder der Kraft der optische Kopplungsgrad zwischen den Lichtwellenleitern verändert. Hierbei wird die gemeinsame Kontaktfläche zwischen den Lichtwellenleitern im Kontaktbereich vergrößert. Der Kontaktbereich ist der Abschnitt der Lichtwellenleiter, der in der Umhüllung verläuft, und in dem die Lichtwellen­leiter berührbar sind. Die Umhüllung mit den eingespannten Lichtwellenleitern bildet dabei eine Kopplungsanordnung. Bei einem einwirkenden Druck bzw. einer einwirkenden Kraft wird also mehr Licht über den Kontaktbereich von einem zum anderen Lichtwellenleiter übertragen.With this fiber-optic sensor, the degree of optical coupling between the optical fibers is changed depending on the pressure or the force. Here, the common contact area between the Optical fibers in the contact area enlarged. The contact area is the section of the optical waveguide that runs in the casing and in which the optical waveguides can be touched. The cladding with the clamped optical fibers forms a coupling arrangement. With an acting pressure or an acting force, more light is thus transmitted from one optical fiber to the other via the contact area.

Die Lichtleiter bestehen aus einem lichtleitenden, einen runden Querschnitt aufweisenden Kern und einem daran angeordneten Mantel. Der Mantel weist einen kleineren Brechungsindex als der Kern auf, so daß das Licht nur innerhalb des Kerns geführt wird.The light guides consist of a light-guiding core with a round cross section and a jacket arranged thereon. The cladding has a smaller refractive index than the core, so that the light is only guided within the core.

Zur Eliminierung von Störungen, die auf beide Lichtwellen­leiter einwirken, wird ein erstes Sendelicht in den ersten Lichtwellenleiter und ein zweites Sendelicht in den zweiten Lichtwellenleiter eingestrahlt. Durch eine Verhältnisbildung der empfangenen Lichtanteile können Störungen, z.B. Dämpfungseinflüsse, herausgerechnet werden. Das so erhaltene Meßsignal ist abhängig von der Belastung des faseroptischen Sensors, aber nicht abhängig von den optischen Konstanten der Lichtwellenleiter und von der verwendeten Wellenlänge des Sendelichts. Lichtsende­anordnung und Lichtwellenleiter brauchen daher bezüglich der Wellenlänge nicht aufeinander abgestimmt oder angepaßt zu werden. Dadurch ergibt sich eine leichte Austauschbar­keit von Lichtsendeanordnung, Lichtwellenleitern und Kopplungsanordnung.In order to eliminate disturbances which act on both optical fibers, a first transmission light is radiated into the first optical waveguide and a second transmission light into the second optical waveguide. By forming the ratio of the received light components, interference, e.g. Damping influences are eliminated. The measurement signal obtained in this way depends on the load on the fiber-optic sensor, but not on the optical constants of the optical waveguides and on the wavelength of the transmitted light used. The light emitting arrangement and the optical waveguide therefore do not need to be matched or adapted to one another with regard to the wavelength. This results in an easy interchangeability of the light emitting arrangement, optical waveguides and coupling arrangement.

Das erste und zweite Sendelicht können einerseits von der Lichtsendeanordnung zeitlich abwechselnd in den ersten bzw. zweiten Lichtwellenleiter eingespeist werden. Andererseits kann die Lichtsendeanordnung das erste und zweite Sendelicht gleichzeitig einspeisen, wenn die Intensität des ersten Sendelichts mittels eines ersten Modulationssignals mit einer ersten Frequenz und die Intensität des zweiten Sendelichts mittels eines zweiten Modulationssignals mit einer zweiten Frequenz amplituden­moduliert ist. Die Lichtsendeanordnung kann also im Zeit- oder Frequenzmultiplex betrieben werden.On the one hand, the first and second transmission light can be fed into the first or second optical waveguide alternately in time by the light transmission arrangement. On the other hand, the light emitting arrangement can be the first and Feed in the second transmission light at the same time when the intensity of the first transmission light is amplitude-modulated by means of a first modulation signal with a first frequency and the intensity of the second transmission light by means of a second modulation signal with a second frequency. The light emitting arrangement can thus be operated in time or frequency division multiplex.

Der faseroptische Sensor kann des weiteren vom Transmissions- oder Reflexionstyp sein. Wenn er vom Transmissionstyp ist, sind an einem Ende der jeweiligen Lichtwellenleiter die Sendeanordnung und an dem anderen Ende die Lichtempfangsanordnung angebracht. Bei einer Ausführung als Reflexionstyp ist das eine Ende der jeweiligen Lichtwellenleiter in der Umhüllung angebracht. Dabei ist das andere Ende der Lichtwellenleiter über Koppler mit der Lichtsende- und Lichtempfangsanordnung verbunden.The fiber optic sensor can also be of the transmission or reflection type. If it is of the transmission type, the transmitting arrangement is attached to one end of the respective optical waveguide and the light receiving arrangement is attached to the other end. In the case of a design as a reflection type, one end of the respective optical waveguide is attached in the cladding. The other end of the optical waveguide is connected to the light emitting and receiving arrangement via couplers.

Der faseroptische Sensor muß mindestens zwei Lichtwellen­leiter enthalten, die in ihrem Kontaktbereich Sendelicht überkoppeln können. Es ist auch möglich weitere Licht­wellenleiter in der Umhüllung anzuordnen, die ebenfalls einen lichtübertragenden Kontaktbereich aufweisen. Solche weiteren Lichtwellenleiter können zur mechanischen Stabilisierung der Lichtwellenleiter und als Ersatzlicht­wellenleiter bei einem Bruch der Sendelicht bzw. Empfangs­licht führenden Lichtwellenleiter dienen.The fiber optic sensor must contain at least two optical fibers, which can couple transmitting light in their contact area. It is also possible to arrange further optical waveguides in the cladding, which likewise have a light-transmitting contact area. Such further optical waveguides can serve for the mechanical stabilization of the optical waveguides and as replacement optical waveguides in the event of a break in the transmitting light or receiving light carrying optical waveguides.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die beiden in der Umhüllung eingespannten Lichtwellen­leiter in ihrem Kontaktbereich einen Längsschliff aufweisen. Hierdurch ergibt sich ein einfacher mechanischer stabiler faseroptischer Sensor. In der Umhüllung muß der Mantel der Lichtwellenleiter nicht vollständig entfernt sein, sondern nur im Kontaktbereich.In a further development of the invention it is provided that the two optical fibers clamped in the cladding have a longitudinal grinding in their contact area. This results in a simple, mechanically stable, fiber-optic sensor. The cladding of the optical fibers does not have to be completely removed in the cladding, but only in the contact area.

In einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind die Lichtwellenleiter im Kontaktbereich parallel zueinander angeordnet. Hierbei sollte vorzugsweise nur der Mantel vom Lichtwellenleiter in der Umhüllung abgelöst sein. Die Kerne der Lichtwellenleiter berühren sich einander. Mit steigender Krafteinwirkung wird der Querschnitt der Kerne deformiert und die gemeinsame Kontaktfläche zwischen den beiden Kernen wird vergrößert.In another development of the invention, the optical waveguides are arranged parallel to one another in the contact area. In this case, preferably only the jacket should be detached from the optical waveguide in the casing. The cores of the optical fibers touch each other. With increasing force, the cross-section of the cores is deformed and the common contact area between the two cores is enlarged.

Um das Abrutschen der Kerne zu verhindern, wie das bei der letztgenannten Anordnung möglich ist, ist vorgesehen, daß die Lichtwellenleiter im Kontaktbereich miteinander verdrillt sind. Auch hierbei sind die Kerne der Licht­wellenleiter in der Umhüllung freigelegt.In order to prevent the cores from slipping, as is possible with the latter arrangement, it is provided that the optical fibers are twisted together in the contact area. Here too, the cores of the optical fibers are exposed in the cladding.

Die Umhüllung dient zur Fixierung der Lichtwellenleiter im kraft- bzw. druckaufnehmenden Bereich des faseroptischen Sensors. Eine solche Umhüllung enthält in einer ersten Ausführungsform zwei zueinander parallel verlaufende Platten mit Nuten für die Lichtwellenleiter. Diese Nuten können als V-Nuten in der Mitte der Platten ausgebildet sein. Hierbei sollten vorzugsweise zu höheren mechanischen Stabilisierung mindestens drei Nuten vorhanden sein, d.h. in einer Platte eine Nute und in der anderen Platte zwei weitere Nuten. Die drei Lichtwellenleiter sind dann pyramidenförmig angeordnet. Der dritte Lichtwellenleiter dient auch als Ersatzlichtwellenleiter bei Bruch eines der beiden anderen Lichtwellenleiter. An den Rändern beider Platten, die z.B. aus Quarzglas bestehen, können jeweils Verbindungsstücke aus Quarzglasfolie angebracht werden.The covering serves to fix the optical waveguide in the force or pressure-absorbing area of the fiber-optic sensor. In a first embodiment, such a covering contains two mutually parallel plates with grooves for the optical waveguides. These grooves can be designed as V-grooves in the middle of the plates. At least three grooves should preferably be present for higher mechanical stabilization, i.e. one groove in one plate and two further grooves in the other plate. The three optical fibers are then arranged in a pyramid shape. The third optical fiber also serves as a replacement optical fiber if one of the other two optical fibers breaks. On the edges of both plates, e.g. consist of quartz glass, connectors made of quartz glass foil can be attached.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Umhüllung ist vorgesehen, daß die Umhüllung aus einer Kapillare, vorzugsweise aus Quarzglas besteht. Hierbei werden die von ihrem Mantel befreiten Kerne der Lichtwellenleiter durch eine Quarzglaskapillare geführt. Die Kapillare wird an einer Stelle bis zum Erweichen erhitzt und dann so weit zusammengeschmolzen, bis die Innenfläche an dieser Stelle der Kapillare die Kerne symmetrisch umschließt. Eine Belastung auf die Außenwand der Kapillare führt zu einem Aneinanderpreßen der Lichtwellenleiterkerne und damit zu einem belastungsabhängigen Anstieg der optischen Kopplung zwischen ihnen. Wird als faseroptischer Sensor ein Reflexionstyp verwendet, so weist die Kapillare nicht eine durchgehende Öffnung auf, sondern ist an einem Ende geschlossen, und auf den Endflächen der Lichtwellenleiter innerhalb der Kapillare befindet sich eine reflektierende Schicht.In a further embodiment of the envelope, it is provided that the envelope consists of a capillary, preferably of quartz glass. Here, the cores of the optical waveguide that have been freed from their cladding are passed through led a quartz glass capillary. The capillary is heated at one point until it softens and then melted together until the inner surface of the capillary at this point surrounds the cores symmetrically. A load on the outer wall of the capillary leads to the optical fiber cores being pressed against one another and thus to a load-dependent increase in the optical coupling between them. If a reflection type is used as the fiber-optic sensor, the capillary does not have a through opening, but is closed at one end, and a reflective layer is located on the end faces of the optical waveguides within the capillary.

Bestehen die Umhüllung und die Lichtwellenleiter aus Material mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungs­koeffizienten, so eignet sich ein solcher faseroptischer Sensor zur Temperaturmessung. Bei einer Veränderung der Temperatur verändern sich die Druck- bzw. Kraft­verhältnisse zwischen Umhüllung und Lichtwellenleitern. Hierbei wirkt also eine Kraft bzw. ein Druck unmittelbar von der Umhüllung auf die Lichtwellenleiter ein.If the cladding and the optical waveguide consist of material with different thermal expansion coefficients, such a fiber-optic sensor is suitable for temperature measurement. When the temperature changes, the pressure or force relationships between the cladding and the optical fibers change. In this case, a force or pressure acts directly on the optical waveguide from the covering.

Bei einem faseroptischen Sensor zur Druck- oder Kraft­messung bestehen die Umhüllung und die Lichtwellenleiter aus Material mit annähernd gleichem thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Hierbei wirkt eine Kraft oder ein Druck zusätzlich auf die Lichtwellenleiter über die Umhüllung ein.In the case of a fiber-optic sensor for pressure or force measurement, the sheathing and the optical waveguides consist of material with approximately the same thermal expansion coefficient. In this case, a force or pressure additionally acts on the optical waveguide via the sheathing.

Zur Ermittlung der physikalischen Größe, die auf den faseroptischen Sensor einwirkt, ist vorgesehen, daß die Lichtempfangsanordnung für die Intensität des Empfangs­lichts elektrische Signale bildet, aus denen in einer Auswerteschaltung die physikalische Größe ermittelt wird, indem das Verhältnis der Produkte I₁₁ I₂₂ und I₂₁ I₁₂ gebildet wird, wobei I₁₁ die Intensität des vom ersten Sendelicht herrührenden, im ersten Lichtwellen­leiter verbleibenden Lichtanteils ist, I₂₂ die Intensität des vom zweiten Sendelicht herrührenden, im zweiten Lichtleiter verbleibenden Lichtanteils ist, I₂₁ die Intensität des vom ersten Sendelicht herrührenden, in den zweiten Lichtwellenleiter überkoppelten Lichtanteils ist und I₁₂ die Intensität des vom zweiten Sendelicht herrührenden, in den ersten Lichtwellenleiter über­koppelten Lichtanteils ist. Die optische Kopplung zwischen zwei Lichtwellenleitern wird durch das Verhältnis der Intensitäten des Empfangslichts in zwei Lichtwellenleitern bestimmt. Die physikalische Größe kann z.B. über die Gleichung
Q = I₁₁ I₂₂/(I₂₁ I₁₂)
bestimmt werden, wobei Q ein Maß für die physikalische Größe darstellt. Hierbei ist der optische Kopplungsgrad K durch die Quadratwurzel aus dem Maß Q gegeben.To determine the physical quantity which acts on the fiber-optic sensor, it is provided that the light receiving arrangement forms electrical signals for the intensity of the received light, from which the physical quantity is determined in an evaluation circuit. by forming the ratio of the products I₁₁ I₂₂ and I₂₁ I₁₂, where I₁₁ is the intensity of the light component originating from the first transmission light remaining in the first optical fiber, I₂₂ is the intensity of the light component originating from the second transmission light and remaining in the second light guide, I₂₁ is the intensity of the is from the first transmission light, coupled into the second optical waveguide and I₁₂ is the intensity of the light emanating from the second transmitted light, coupled into the first optical waveguide. The optical coupling between two optical fibers is determined by the ratio of the intensities of the received light in two optical fibers. The physical quantity can be calculated using the equation, for example
Q = I₁₁ I₂₂ / (I₂₁ I₁₂)
can be determined, where Q is a measure of the physical quantity. The optical coupling degree K is given by the square root of the dimension Q.

In einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Lichtwellenleiter wenigstens in ihrem Kontaktbereich als integrierte optische Schicht- oder Streifenwellenleiter ausgebildet sind.Another development provides that the optical waveguides are designed as integrated optical layer or strip waveguides at least in their contact area.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 einen vereinfacht dargestellten faseroptischen Sensor,
  • Fig. 2 ein im faseroptischen Sensor nach Fig. 1 verwendete erste Kopplungsanordnung,
  • Fig. 3 und 4 zwei weitere Kopplungsvarianten der Licht­wellenleiter in der Kopplungsanordnung und
  • Fig. 5 und 6 zwei weitere Kopplungsanordnungen.
Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings. Show it:
  • 1 shows a simplified fiber optic sensor,
  • 2 shows a first coupling arrangement used in the fiber optic sensor according to FIG. 1,
  • 3 and 4 two further coupling variants of the optical waveguide in the coupling arrangement and
  • 5 and 6 two further coupling arrangements.

In der Fig. 1 ist ein vereinfacht dargestellter faser­optischer Sensor mit einer Kopplungsanordnung 1 darge­stellt, mit dessen Hilfe z.B. ein Druck, eine Kraft oder eine Temperatur gemessen werden kann. In der Kopplungs­anordnung 1 verlaufen nebeneinander liegende Abschnitte zweier Lichtwellenleiter 3 und 4 (Lichtfasern), die einen Kontaktbereich aufweisen, in der Licht von einem Licht­wellenleiter zum anderen durch Berührung überkoppelbar ist. Die Kopplungsanordnung 1 enthält des weiteren eine Umhüllung 5, in der die Lichtwellenleiter 3 und 4 einge­spannt sind. Bei Einwirkung einer Kraft oder eines Druckes berühren sich die Lichtwellenleiter 3 und 4 in ihrem Kontaktbereich; oder die Lichtwellenleiter 3 und 4 berühren sich vor der Einwirkung der Kraft oder des Druckes in ihrem Kontaktbereich und bei Einwirkung der Kraft oder des Druckes wird die Kontaktfläche vergrößert. Die Lichtwellenleiter 3 und 4 sind jeweils mit einer Lichtsendeanordnung 6 und mit einer Lichtempfangs­anordnung 7 verbunden. Die Lichtsendeanordnung 7 sendet ein erstes Sendelicht über den ersten Lichtwellenleiter 3 und ein zweites Sendelicht über den zweiten Lichtwellen­leiter 4, wovon ein gewisser Anteil in der Kopplungs­anordnung 1 in den zweiten Lichtwellenleiter 4 bzw. in den ersten Lichtwellenleiter 3 überkoppelt wird. Der im ersten bzw. zweiten Lichtwellenleiter 3, 4 verbleibende und im zweiten bzw. ersten Lichtwellenleiter 4, 3 überkoppelte Lichtanteil werden zu der Lichtempfangsanordnung 7 geführt, wo diese in elektrische Signale umgewandelt werden und einer elektrischen Auswerteschaltung 8 zuge­leitet werden.1 shows a simplified fiber optic sensor with a coupling arrangement 1, with the aid of which, for example, a pressure, a force or a temperature can be measured. In the coupling arrangement 1 run adjacent sections of two optical fibers 3 and 4 (optical fibers) which have a contact area in which light can be coupled from one optical fiber to the other by touch. The coupling arrangement 1 further contains an envelope 5 in which the optical fibers 3 and 4 are clamped. When a force or pressure acts, the optical fibers 3 and 4 touch in their contact area; or the optical waveguides 3 and 4 touch in their contact area before the action of the force or pressure, and the contact area is enlarged when the force or pressure acts. The optical fibers 3 and 4 are each connected to a light emitting arrangement 6 and to a light receiving arrangement 7. The light transmission arrangement 7 transmits a first transmission light via the first optical waveguide 3 and a second transmission light via the second optical waveguide 4, of which a certain proportion is coupled into the second optical waveguide 4 or into the first optical waveguide 3. The light fraction remaining in the first or second optical waveguide 3, 4 and coupled over in the second or first optical waveguide 4, 3 are guided to the light receiving arrangement 7, where they are converted into electrical signals and fed to an electrical evaluation circuit 8.

Die Lichtsendeanordnung 6 kann das erste und zweite Sendelicht zeitlich abwechselnd in den ersten bzw. zweiten Lichtwellenleiter einspeisen (Zeitmultiplex) oder ein erstes und zweites Sendelicht erzeugen, deren Intensitäten durch zwei Modulationssignale mit unterschiedlichen Frequenzen amplitudenmoduliert sind und beide gleichzeitig in die Lichtwellenleiter 3 und 4 einkoppeln (Frequenz­multiplex). Wenn das erste und zweite Sendelicht zeitlich abwechselnd in die Lichtwellenleiter 3 und 4 eingestrahlt wird, wird mit Hilfe einer Taktschaltung 9 eine Synchronisation vorgenommen, um so das erste und zweite Sendelicht identifizieren zu können. Beispielsweise wird bei der Aussendung des ersten Sendelichts ein positiver Impuls an die Lichtsendeanordnung 6 und die Auswerte­schaltung 8 geleitet und bei Aussendung des zweiten Sendelichts ein negativer Impuls abgegeben.The light transmission arrangement 6 can feed the first and second transmission light alternately in time into the first and second optical waveguide (time division multiplexing) or generate a first and second transmission light, the intensities of which are amplitude-modulated by two modulation signals with different frequencies and both couple into the optical waveguides 3 and 4 at the same time (Frequency division multiplex). If the first and second transmitted light are irradiated alternately in time in the optical waveguides 3 and 4, a synchronization is carried out with the aid of a clock circuit 9 so that the first and second transmitted light can be identified. For example, when the first transmission light is transmitted, a positive pulse is sent to the light transmission arrangement 6 and the evaluation circuit 8, and a negative pulse is emitted when the second transmission light is transmitted.

In der Auswerteschaltung 8 wird ein Maß Q für die zu bestimmende physikalische Größe aus den elektrischen Signalen ermittelt. Hierbei werden die elektrischen Signale, welche proportional der Lichtintensität des Empfangslichts sind, in der folgenden Gleichung berechnet:
Q = I₁₁ I₂₂/(I₂₁ I₁₂).A measurement Q for the physical quantity to be determined is determined in the evaluation circuit 8 from the electrical signals. Here, the electrical signals, which are proportional to the light intensity of the received light, are calculated in the following equation:
Q = I₁₁ I₂₂ / (I₂₁ I₁₂).

I₁₁ ist die Intensität des vom ersten Sendelicht herrührenden, im ersten Lichtwellenleiter verbleibenden Lichtanteils, I₂₂ ist die Intensität des vom zweiten Sendelicht herrührenden, im zweiten Lichtwellenleiter verbleibenden Lichtanteils, I₂₁ die Intensität des vom ersten Sendelicht herrührenden, in den zweiten Licht­wellenleiter überkoppelten Lichtanteils und I₁₂ die Intensität des vom zweiten Sendelicht herrührenden, in den ersten Lichtwellenleiter überkoppelten Lichtanteils. Das Maß Q für die physikalische Größe ist unabhängig von den Dämpfungsverlusten in den beiden Lichtwellenleitern 3 und 4 und stellt die Kopplung zwischen den Lichtwellen­leitern 3 und 4 in der Koppelanordnung 1 dar. Die Kopplung K ist dabei abhängig von der Starke der physikalischen Meßgröße. Der Zusammenhang zwischen dem abgeleiteten Maß Q der physikalischen Größe und der Kopplung K ist gegeben durch die Gleichung: Q = K².I₁₁ is the intensity of the light component originating from the first transmission light remaining in the first optical waveguide, I₂₂ is the intensity of the light component originating from the second transmission light remaining in the second optical waveguide, I₂₁ is the intensity of the light component originating from the first transmission light, coupled into the second optical waveguide, and I₁₂ the Intensity of the light component originating from the second transmitted light and coupled into the first optical waveguide. The dimension Q for the physical quantity is independent of the Attenuation losses in the two optical fibers 3 and 4 and represents the coupling between the optical fibers 3 and 4 in the coupling arrangement 1. The coupling K is dependent on the strength of the physical measured variable. The relationship between the derived dimension Q of the physical quantity and the coupling K is given by the equation: Q = K².

In Fig. 2a ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Kopplungsanordnung 1 dargestellt. Die Lichtwellenleiter 3 und 4 weisen jeweils einen lichtleitenden Kern mit einem runden Querschnitt auf, um die ein Mantel angeordnet ist. Der Mantel weist einen kleineren Brechungsindex als der lichtleitende Kern auf, so daß das Licht nur innerhalb des Kerns geführt wird. In einem bestimmten Bereich, in dem um die Lichtwellenleiter 3 und 4 die Umhüllung 5 gelegt ist, ist der Mantel von den jeweiligen Lichtwellenleitern 3 und 4 entfernt. Die Umhüllung 5 besteht aus einer Quarzglas­kapillare mit einem verdickten Glasring 25 in der Mitte der Glaskapillare. An dem Glasring 25 sind die Licht­wellenleiter 3 und 4 unter Druck eingespannt und verlaufen parallel innerhalb des Glasringes 25. Eine Druck- oder Kraftbelastung F auf die Kapillare 5 führt zu einem Aneinanderpreßen der Kerne der Lichtwellenleiter 3 und 4 und zu einem druck- bzw. kraftabhängigen Anstieg der optischen Kopplung zwischen ihnen.2a shows a first exemplary embodiment of the coupling arrangement 1. The optical waveguides 3 and 4 each have a light-conducting core with a round cross section, around which a jacket is arranged. The cladding has a smaller refractive index than the light-guiding core, so that the light is only guided inside the core. In a certain area, in which the cladding 5 is placed around the optical waveguides 3 and 4, the jacket is removed from the respective optical waveguides 3 and 4. The envelope 5 consists of a quartz glass capillary with a thickened glass ring 25 in the middle of the glass capillary. At the glass ring 25, the optical fibers 3 and 4 are clamped under pressure and run parallel within the glass ring 25. A pressure or force load F on the capillary 5 leads to a pressing of the cores of the optical fibers 3 and 4 and to a pressure or force-dependent Increase in optical coupling between them.

In den Fig. 2b und c sind jeweils zwei Schnittbilder der Kopplungsanordnung 1 längs der Linie I-II dargestellt. Die Fig. 2b zeigt zwei Lichtwellenleiter 3 und 4, die durch die Kapillare 5 verlaufen, und die Fig. 2c zeigt drei Lichtwellenleiter 3, 4 und 10, die durch die Kapillare 5 verlaufen. Der zusätzliche Lichtwellenleiter 10 bewirkt, daß die Kopplungsanordnung 1 mechanisch stabiler ist und die Lichtwellenleiter 3, 4 und 10 nicht voneinander abrutschen können. Falls einer der Lichtwellenleiter 3 und 4 durch einen Faserbruch ausfällt, kann der dritte Licht­wellenleiter 10 als Ersatz dienen.2b and c each show two sectional images of the coupling arrangement 1 along the line I-II. 2b shows two optical fibers 3 and 4 which run through the capillary 5, and FIG. 2c shows three optical fibers 3, 4 and 10 which pass through the capillary 5. The additional optical waveguide 10 causes the coupling arrangement 1 to be mechanically more stable and the optical waveguides 3, 4 and 10 not to be apart can slip off. If one of the optical fibers 3 and 4 fails due to a fiber break, the third optical fiber 10 can serve as a replacement.

Die Kopplungsanordnung 1 in Fig. 2 läßt sich entweder zur Messung von Druck und Kraft oder zur Temperaturmessung einsetzen. Bei einem Einsatz zur Temperaturmessung müssen die Kapillare 5 und die Lichtwellenleiter 3 und 4 bzw. 10 unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten besitzen. Aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen den Lichtwellenleitern 3 und 4 bzw. 10 und der Kapillare 5 ist die optische Kopplung zwischen den Kernen der Lichtwellenleiter 3 und 4 bzw. 10 temperaturabhängig, so daß auf diese Weise ein Temperatursensor realisiert wird. Bei einer Verwendung des faseroptischen Sensors zur Druck- und Kraftmessung müssen die thermischen Temperaturkoeffizienten der Kapillare 5 und der Lichtwellenleiter 3 und 4 annähernd die gleiche Größe besitzen.The coupling arrangement 1 in FIG. 2 can be used either for measuring pressure and force or for temperature measurement. When used for temperature measurement, the capillary 5 and the optical fibers 3 and 4 or 10 must have different coefficients of thermal expansion. Due to the different coefficients of thermal expansion between the optical fibers 3 and 4 or 10 and the capillary 5, the optical coupling between the cores of the optical fibers 3 and 4 or 10 is temperature-dependent, so that a temperature sensor is realized in this way. When using the fiber optic sensor for pressure and force measurement, the thermal temperature coefficients of the capillary 5 and the optical waveguides 3 and 4 must have approximately the same size.

Durch Näherungsrechnungen läßt sich das Maß Q für die physikalische Größe der Kopplungsanordnung 1 nach Fig. 2 bestimmen:
Q = L F/(8 π E R³),
wobei L die Länge darstellt, auf der sich die beiden Lichtwellenleiter 3 und 4 berühren, F die Kraft, E das E-Modul und R der Radius der lichtleitenden Kerne der Lichtwellenleiter 3 und 4.The approximation Q for the physical size of the coupling arrangement 1 according to FIG. 2 can be determined by approximate calculations:
Q = LF / (8 π E R³),
where L represents the length over which the two optical fibers 3 and 4 touch, F the force, E the modulus of elasticity and R the radius of the light-conducting cores of the optical fibers 3 and 4.

Hergestellt wird die Kopplungsanordnung 1 gemäß Fig. 2, indem zuerst die lichtleitenden Kerne der Lichtwellen­leiter 3 und 4 freigelegt werden und dann durch eine Quarzglaskapillare 5 geführt werden. Ungefähr in der Mitte der Kapillare 5 wird die Kapillare 5 bis zum Erweichen erhitzt. Anschließend wird sie so weit zusammenge­schmolzen, bis die Innenfläche der Kapillare 5 die Kerne der Lichtwellenleiter 3 und 4 symmetrisch umschließt und einspannt. Hierbei wird an der Erhitzungsstelle ein Glasring 25 gebildet.2 is produced by first exposing the light-conducting cores of the optical fibers 3 and 4 and then passing them through a quartz glass capillary 5. About in the middle the capillary 5, the capillary 5 is heated until it softens. It is then melted together until the inner surface of the capillary 5 symmetrically surrounds and clamps the cores of the optical fibers 3 and 4. Here, a glass ring 25 is formed at the heating point.

Die in der Umhüllung 5 verlaufenden Lichtwellenleiter 3 und 4 brauchen nicht vollständig von ihrem Mantel entfernt zu werden. In einer anderen Ausführung in Fig. 3 sind die Lichtwellenleiter 3 und 4 längs ihrer Achse ange­schliffen. Im unbelasteten Zustand sind die Lichtwellen­leiter 3 und 4 in ihrem Kontaktbereich, das ist der Bereich, in dem zumindest bei einer Belastung eine Berührung der Lichtwellenleiter 3 und 4 stattfindet, durch einen geringen Spalt voneinander getrennt. Bei einer Belastung bewegen sich die abgeschliffenen Flächen der Lichtwellenleiter 3 und 4 aufeinander zu. In Abhängigkeit von der Druck- bzw. Kraftbelastung wird die Größe der Kontaktfläche zwischen den Lichtwellenleitern 3 und 4 bestimmt und damit die Größe der optischen Kopplung.The optical fibers 3 and 4 running in the cladding 5 do not need to be completely removed from their jacket. In another embodiment in Fig. 3, the optical fibers 3 and 4 are ground along their axis. In the unloaded state, the optical waveguides 3 and 4 are separated from one another by a small gap in their contact area, that is the area in which the optical waveguides 3 and 4 are in contact, at least when there is a load. When subjected to a load, the ground surfaces of the optical waveguides 3 and 4 move towards one another. Depending on the pressure or force load, the size of the contact area between the optical fibers 3 and 4 is determined and thus the size of the optical coupling.

Eine andere Möglichkeit die Lichtwellenleiter 3 und 4 im Kontaktbereich anzuordnen, ist aus der Fig. 4 ersicht­lich. Hier sind die Kerne der Lichtwellenleiter 3 und 4 in ihrem Kontaktbereich miteinander verdrillt. Diese Anordnung zeichnet sich dadurch aus, daß ein mechanisches Verrutschen der Lichtwellenleiter 3 und 4 in der Umhüllung 5 nicht auftreten kann.Another possibility of arranging the optical fibers 3 and 4 in the contact area can be seen from FIG. 4. Here the cores of the optical fibers 3 and 4 are twisted together in their contact area. This arrangement is characterized in that mechanical slippage of the optical fibers 3 and 4 in the casing 5 cannot occur.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Kopplungs­anordnung 1 wird in Fig. 5 gezeigt. Hier weisen zwei parallel zueinander angeordnete Quarzplatten 11 und 12 in ihrer Mitte V-Nuten auf. Die erste Platte 11 hat ungefähr in ihrer Mitte eine V-Nut, deren Spitze zur Außenfläche zeigt und die andere Platte 12 weist zwei V-Nuten auf, deren Spitzen ebenfalls zur Außenfläche der Platte 12 zeigen. Die V-Nuten sind dabei so angeordnet, daß die in ihnen verlaufenden Lichtwellenleiter 3, 4 und 10 pyramidenförmig zueinander gesetzt sind. An den Rändern der Platten 11 und 12 sind noch jeweils zwei Verbindungs­stücke 13 und 14 aus Quarzglasfolie zwischen die Platten 11 und 12 gebracht.A further exemplary embodiment for a coupling arrangement 1 is shown in FIG. 5. Here, two quartz plates 11 and 12 arranged parallel to one another have V-grooves in their center. The first plate 11 has a V-groove approximately in its center, the tip of which faces the outer surface shows and the other plate 12 has two V-grooves, the tips of which also point to the outer surface of the plate 12. The V-grooves are arranged so that the optical fibers 3, 4 and 10 running in them are set pyramid-shaped to each other. At the edges of the plates 11 and 12, two connecting pieces 13 and 14 made of quartz glass foil are placed between the plates 11 and 12.

Die in den Fig. 2 und 5 dargestellten Kopplungs­anordnungen 1 sind für einen faseroptischen Sensor vom Transmissionstyp geeignet. Bei einem faseroptischen Sensor vom Transmissionstyp ist an einem Ende der Lichtwellen­leiter die Lichtsendeanordnung und am anderen Ende die Lichtempfangsanordnung angebracht. In Fig. 6 ist eine weitere Kopplungsanordnung 1 dargestellt, die einen faseroptischen Sensor vom Reflexionstyp zeigt. Diese Kopplungsanordnung enthält 1 eine Quarzglaskapillare 14, deren eines Ende 26 geschlossen ist. Innerhalb der Kapillare 14 verlaufen zwei von ihren Mänteln entfernte Lichtwellenleiter 15 und 16. Die Kapillare 14 weist in ihrer Mitte einen verdickten Glasring 17 auf, der die lichtleitenden Kerne der Lichtwellenleiter 15 und 16 unter Druck einspannt. Auf den Endflächen der in der Glas­kapillare 14 eingeschlossenen Lichtwellenleitern 15 und 16 sind reflektierende Schichten aufgebracht, die das in den lichtleitenden Kernen der Lichtwellenleiter 15 und 16 befindliche Licht reflektieren. Eine Druckbelastung P auf die Außenwand der Glaskapillare führt zu einem weiteren Aneinanderpreßen der Glaskerne und damit zu einem druck­abhängigen Anstieg der optischen Kopplung zwischen ihnen.The coupling arrangements 1 shown in FIGS. 2 and 5 are suitable for a fiber optic sensor of the transmission type. In a transmission type fiber optic sensor, the light emitting device is attached to one end of the optical waveguide and the light receiving device is attached to the other end. 6 shows a further coupling arrangement 1, which shows a fiber optic sensor of the reflection type. This coupling arrangement contains 1 a quartz glass capillary 14, one end 26 of which is closed. Two optical fibers 15 and 16 run away from their sheaths inside the capillary 14. The capillary 14 has a thickened glass ring 17 in its center which clamps the light-conducting cores of the optical fibers 15 and 16 under pressure. On the end faces of the optical waveguides 15 and 16 enclosed in the glass capillary 14, reflective layers are applied which reflect the light located in the light-conducting cores of the optical waveguides 15 and 16. A pressure load P on the outer wall of the glass capillary leads to a further pressing of the glass cores and thus to a pressure-dependent increase in the optical coupling between them.

Die beiden Lichtwellenleiter 15 und 16 sind jeweils mit einer Teileranordnung 18 und 19 verbunden, die des weiteren jeweils einen Lichtwellenleiter aufweisen, der zur Lichtsendeanordnung führt und einen weiteren Licht­wellenleiter aufweisen, der zur Lichtempfangsanordnung führt. Die Lichtsende- und Lichtempfangsanordnungen sind hier der Einfachheit halber nicht dargestellt. Ein erstes Sendelicht wird also über einen Lichtwellenleiter 20 über die Teileranordnung 18 in den Lichtwellenleiter 15 und ein zweites Sendelicht über einen Lichtwellenleiter 21 in die Teileranordnung 19 in den Lichtwellenleiter 16 einge­strahlt. Reflektiertes Licht gelangt einerseits über den Lichtwellenleiter 15 und die Teileranordnung 18 in einen Lichtwellenleiter 22, der mit der Lichtempfangsanordnung verbunden ist. Die Lichtempfangsanordnung ist des weiteren mit einem Lichtwellenleiter 23 verbunden, der Licht von dem Lichtwellenleiter 16 über die Teileranordnung 19 erhält.The two optical waveguides 15 and 16 are each connected to a splitter arrangement 18 and 19, each of which further has an optical waveguide that leads to the light emitting arrangement and have a further optical waveguide which leads to the light receiving arrangement. The light emitting and receiving arrangements are not shown here for the sake of simplicity. A first transmission light is thus radiated into the optical waveguide 15 via an optical waveguide 20 via the divider arrangement 18 and a second transmission light is radiated into the optical waveguide 16 via an optical waveguide 21 into the divider arrangement 19. On the one hand, reflected light arrives via the optical waveguide 15 and the splitter arrangement 18 into an optical waveguide 22 which is connected to the light receiving arrangement. The light receiving arrangement is further connected to an optical waveguide 23 which receives light from the optical waveguide 16 via the splitter arrangement 19.

Bei diesem faseroptischen Sensor vom Reflexionstyp können Probleme an optischen Grenzflächen, speziell an Stecker­stirnflächen vorkommen. Hier werden nämlich häufig Reflexe hervorgerufen, die sich jedoch durch spezielle Stecker mit Schräganschliff der Faserendflächen vermeiden lassen.This reflection type fiber optic sensor may experience problems at optical interfaces, especially at connector end faces. This is because reflexes are often caused, but these can be avoided by using special plugs with angled grinding of the fiber end faces.

In der Kopplungsanordnung 1 lassen sich nicht nur speziell präparierte Lichtwellenleiter verwenden, sondern auch Schicht- oder Streifenwellenleiter, wie sie in der integrierten Optik eingesetzt werden.In the coupling arrangement 1, not only specially prepared optical waveguides can be used, but also layered or striped waveguides as used in the integrated optics.

Claims (10)

1. Faseroptischer Sensor mit einer Lichtsende­anordnung (6), die Sendelicht in wenigstens einen ersten Lichtwellenleiter einspeist, und mit einer Lichtempfangs­anordnung (7), die Empfangslicht aus dem ersten Licht­wellenleiter und wenigstens einem zweiten Lichtwellen­leiter empfängt, wobei die Lichtwellenleiter (3, 4) nebeneinander verlaufende Licht überkoppelbare Abschnitte aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtsendeanordnung (6) eine erstes Sendelicht in den ersten Lichtwellenleiter (3, 4) und ein zweites Sendelicht in den zweiten Lichtwellen­leiter (4, 3), einspeist und
daß die nebeneinander verlaufenden Abschnitte (1) der Lichtwellenleiter (3, 4) gemeinsam in einer Umhüllung (5) eingespannt sind, über die ein Druck oder eine Kraft auf die Lichtwellenleiter (3, 4) einwirkt, durch deren Einwirkung die Lichtwellenleiter (3, 4) bereichsweise lichtübertragend berührbar sind.1. Fiber optic sensor with a light emitting arrangement (6) which feeds transmission light into at least one first optical waveguide, and with a light receiving arrangement (7) which receives received light from the first optical waveguide and at least one second optical waveguide, the optical waveguides (3, 4) side by side have extending light couplable sections,
characterized in that the light emitting arrangement (6) feeds a first transmission light into the first optical waveguide (3, 4) and a second transmission light into the second optical waveguide (4, 3) and
that the adjacent sections (1) of the optical waveguides (3, 4) are clamped together in a sheath (5) via which a pressure or a force acts on the optical waveguides (3, 4), by the action of which the optical waveguides (3, 4) can be touched in areas that transmit light. 2. Faseroptischer Sensor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in der Umhüllung eingespannten Lichtwellenleiter (3, 4) in ihrem Kontakt­bereich einen Längsschliff aufweisen (Fig. 3).2. Fiber optic sensor according to claim 1,
characterized in that the two optical fibers (3, 4) clamped in the cladding have a longitudinal grinding in their contact area (Fig. 3). 3. Faseroptischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (3, 4) im Kontaktbereich parallel zueinander angeordnet sind.3. Fiber optic sensor according to claim 1, characterized in that the optical waveguides (3, 4) are arranged parallel to each other in the contact area. 4. Faseroptischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (3, 4) im Kontaktbereich miteinander verdrillt sind (Fig. 4).4. Fiber optic sensor according to claim 1, characterized in that the optical fibers (3, 4) are twisted together in the contact area (Fig. 4). 5. Faseroptischer Sensor nach einem der vorher­gehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung zwei zueinander parallel verlaufende Platten (11, 12) mit Nuten für die Lichtwellenleiter enthält.5. Fiber-optical sensor according to one of the preceding claims,
characterized in that the covering contains two mutually parallel plates (11, 12) with grooves for the optical fibers. 6. Faseroptischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (5) eine Kapillare, vorzugsweise aus Quarzglas, enthält.6. Fiber-optical sensor according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the covering (5) contains a capillary, preferably made of quartz glass. 7. Faseroptischer Sensor nach einem der vorher­gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperaturmessung die Umhüllung und die Lichtwellenleiter aus Material mit unterschiedlichem thermischen Ausdehnungskoeffizienten bestehen.7. Fiber-optic sensor according to one of the preceding claims, characterized in that for the temperature measurement, the sheath and the optical waveguide consist of material with different coefficients of thermal expansion. 8. Faseroptischer Sensor nach einem der vorher­gehenden Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Druck- oder Kraftmessung die Umhüllung und die Lichtwellenleiter aus Material mit annähernd gleichem thermischen Ausdehungskoeffizienten bestehen.8. Fiber-optical sensor according to one of the preceding claims 1 to 6,
characterized in that for the measurement of pressure or force, the sheathing and the optical waveguides consist of material with approximately the same thermal expansion coefficient. 9. Faseroptischer Sensor nach einem der vorher­gehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtempfangsanordnung (7) für die Intensität des Empfangslichts elektrische Signale bildet, aus denen in einer Auswerteschaltung (8) die physikalische Größe ermittelt wird, indem das Verhältnis der Produkte I₁₁ I₂₂ und I₂₁ I₁₂ gebildet wird, wobei I₁₁ die Intensität des vom ersten Sendelicht herrührenden, im ersten Lichtwellenleiter (3, 4) ver­bleibenden Lichtanteils ist,
I₂₂ die Intensität des vom zweiten Sendelicht herrührenden, im zweiten Lichtwellenleiter (4, 3) verbleibenden Lichtanteils ist,
I₂₁ die Intensität des vom ersten Sendelicht herrührenden, in den zweiten Lichtwellenleiter (4, 3) überkoppelten Lichtanteils ist und
I₁₂ die Intensität des vom zweiten Sendelicht herrührenden, in den ersten Lichtwellenleiter (3, 4) überkoppelten Lichtanteils ist.9. Fiber-optical sensor according to one of the preceding claims,
characterized in that the light receiving arrangement (7) forms electrical signals for the intensity of the received light, from which the physical quantity is determined in an evaluation circuit (8) by forming the ratio of the products I₁₁ I₂₂ and I₂₁ I₁₂, where I₁₁ is the intensity of the is from the first transmitted light, remaining in the first optical waveguide (3, 4),
I₂₂ is the intensity of the light component originating from the second transmission light and remaining in the second optical waveguide (4, 3),
I₂₁ is the intensity of the light emanating from the first transmission light, coupled into the second optical waveguide (4, 3) and
I₁₂ is the intensity of the light emanating from the second transmitted light, coupled into the first optical waveguide (3, 4). 10. Faseroptischer Sensor nach einem der vorher­gehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (3, 4) wenigstens in ihrem Kontaktbereich als integrierte optische Schicht- oder Streifenwellenleiter ausgebildet sind.10. Fiber-optical sensor according to one of the preceding claims,
characterized in that the optical waveguides (3, 4) are designed at least in their contact area as integrated optical layer or strip waveguides.
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